„3. Mérés: RC-körök vizsgálata” változatai közötti eltérés

A Fizipedia wikiből
16. sor: 16. sor:
 
| Lineáris áramkörök és harmonikusan változó áram és feszültség jelek részletes tárgyalását lásd a Kisérleti Fizika 1 kurzus rezgésekről szóló fejezetében [http://physics.bme.hu/BMETE11AF42_kov]. A fontosabb mennyiségeket és összefüggéseket alább összefoglaljuk. Az ábrán egy $T$ periodus idővel változó, $f$=1/$T$ frekvenciájú feszültség jel látható. Ha a jel amplitúdója $U_0$ és fázisa $\varphi$, az időfüggést az alábbi alakban adhatjuk meg:
 
| Lineáris áramkörök és harmonikusan változó áram és feszültség jelek részletes tárgyalását lásd a Kisérleti Fizika 1 kurzus rezgésekről szóló fejezetében [http://physics.bme.hu/BMETE11AF42_kov]. A fontosabb mennyiségeket és összefüggéseket alább összefoglaljuk. Az ábrán egy $T$ periodus idővel változó, $f$=1/$T$ frekvenciájú feszültség jel látható. Ha a jel amplitúdója $U_0$ és fázisa $\varphi$, az időfüggést az alábbi alakban adhatjuk meg:
  
$$ U(t)=U_0cos(2\pi ft) $$
+
$$ U(t)=U_0cos(2\pi ft+\varphi).$$
  
ahol $I$ az $R$ ellenálláson folyó áram, $U$ pedig a rajta eső feszültség. A vezetőképességet, $G$ az ellenállás inverzeként szokás definiálni, mértékegysége ''Siemens'' (1 $S$ = 1 $\Omega^{-1}$). Általános esetben azonban az $I(U)$ görbe nemlineáris, melyre példa az egyenirányító dióda alább tárgyalt esete.
+
Hasznos még bevezetni a körfrekvenciát $\omega$=2$\pi$$f$. Az időbeli változást leíró differenciál egyenletek könnyebb kezeléséhez érdemes bevezetni az alábbi komplex változót, melynek valós része adja a mérhető jelet:
 +
 
 +
$$ U(t)=U_0e^{\omega t+\varphi}=U_0e^\varphi e^{\omega t}.$$
 +
 
 +
A harmonikusan változó feszültség a komplex síkon egy $U_0$ sugarú kört ír le. A komplex számot reprezentáló vektor fázisszöge $\omega t+\varphi$ állandó szögsebességgel fordul körbe.
 
| [[File:Uosc.jpg|225px|thumb|right|Általános időben harmonikusan változó feszültség]]
 
| [[File:Uosc.jpg|225px|thumb|right|Általános időben harmonikusan változó feszültség]]
 
|}
 
|}
  
 +
===Lineáris áramköri elemek===
 +
 +
{|
 +
|-
 +
| Lineáris áramköri elemek esetén az áthajtott áramot és az elemen eső fezsültséget vagy azok deriváltjait lineáris összefüggés kapcsolja össze. Legegyszerűbb ilyen elem az ohmikus ellenállás:
 +
 +
$$ U=RI $$
 +
 +
Az ellenálláson áthaladó áramot az alábbi komplex alakban adhatjuk meg
 +
$$ I=I_0e^{\omega t}, $$
 +
melyból kiszámíthatjuk a rajta eső feszültsége:
 +
$$ U=RI_0e^{\omega t}. $$
 +
Tehát az áram és a feszültség fázisa azonos az amplitúdokat pedig a $U_0$=$R$$I_0$ összefüggéssel számolhatjuk ki.
 +
ök és harmonikusan változó áram és feszültség jelek részletes tárgyalását lásd a Kisérleti Fizika 1 kurzus rezgésekről szóló fejezetében [http://physics.bme.hu/BMETE11AF42_kov]. A fontosabb mennyiségeket és összefüggéseket alább összefoglaljuk. Az ábrán egy $T$ periodus idővel változó, $f$=1/$T$ frekvenciájú feszültség jel látható. Ha a jel amplitúdója $U_0$ és fázisa $\varphi$, az időfüggést az alábbi alakban adhatjuk meg:
 +
 +
$$ U(t)=U_0cos(2\pi ft+\varphi).$$
 +
 +
Hasznos még bevezetni a körfrekvenciát $\omega$=2$\pi$$f$. Az időbeli változást leíró differenciál egyenletek könnyebb kezeléséhez érdemes bevezetni az alábbi komplex változót, melynek valós része adja a mérhető jelet:
 +
 +
$$ U(t)=U_0e^{\omega t+\varphi}=U_0e^\varphi e^{\omega t}.$$
 +
 +
A harmonikusan változó feszültség a komplex síkon egy $U_0$ sugarú kört ír le. A komplex számot reprezentáló vektor fázisszöge $\omega t+\varphi$ állandó szögsebességgel fordul körbe. 
 +
| [[File:Uosc.jpg|225px|thumb|right|Általános időben harmonikusan változó feszültség]]
 +
|}
  
 
==Mérési feladatok==
 
==Mérési feladatok==

A lap 2019. november 1., 19:53-kori változata


Tartalomjegyzék


Elméleti összefoglaló

Időben harmonikusan változó jel

Lineáris áramkörök és harmonikusan változó áram és feszültség jelek részletes tárgyalását lásd a Kisérleti Fizika 1 kurzus rezgésekről szóló fejezetében [1]. A fontosabb mennyiségeket és összefüggéseket alább összefoglaljuk. Az ábrán egy \setbox0\hbox{$T$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% periodus idővel változó, \setbox0\hbox{$f$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%=1/\setbox0\hbox{$T$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% frekvenciájú feszültség jel látható. Ha a jel amplitúdója \setbox0\hbox{$U_0$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% és fázisa \setbox0\hbox{$\varphi$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, az időfüggést az alábbi alakban adhatjuk meg:
\[ U(t)=U_0cos(2\pi ft+\varphi).\]
Hasznos még bevezetni a körfrekvenciát \setbox0\hbox{$\omega$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%=2$\pi
LaTex syntax error
\[f$. Az időbeli változást leíró differenciál egyenletek könnyebb kezeléséhez érdemes bevezetni az alábbi komplex változót, melynek valós része adja a mérhető jelet:\]
\[ U(t)=U_0e^{\omega t+\varphi}=U_0e^\varphi e^{\omega t}.\]

A harmonikusan változó feszültség a komplex síkon egy \setbox0\hbox{$U_0$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% sugarú kört ír le. A komplex számot reprezentáló vektor fázisszöge \setbox0\hbox{$\omega t+\varphi$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% állandó szögsebességgel fordul körbe.

Általános időben harmonikusan változó feszültség

Lineáris áramköri elemek

Lineáris áramköri elemek esetén az áthajtott áramot és az elemen eső fezsültséget vagy azok deriváltjait lineáris összefüggés kapcsolja össze. Legegyszerűbb ilyen elem az ohmikus ellenállás:
\[ U=RI \]

Az ellenálláson áthaladó áramot az alábbi komplex alakban adhatjuk meg

\[ I=I_0e^{\omega t}, \]

melyból kiszámíthatjuk a rajta eső feszültsége:

\[ U=RI_0e^{\omega t}. \]
Tehát az áram és a feszültség fázisa azonos az amplitúdokat pedig a \setbox0\hbox{$U_0$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%=$R
LaTex syntax error
\[I_0$ összefüggéssel számolhatjuk ki.
ök és harmonikusan változó áram és feszültség jelek részletes tárgyalását lásd a Kisérleti Fizika 1 kurzus rezgésekről szóló fejezetében [http://physics.bme.hu/BMETE11AF42_kov]. A fontosabb mennyiségeket és összefüggéseket alább összefoglaljuk. Az ábrán egy $T$ periodus idővel változó, $f$=1/$T$ frekvenciájú feszültség jel látható. Ha a jel amplitúdója $U_0$ és fázisa $\varphi$, az időfüggést az alábbi alakban adhatjuk meg:\]
\[ U(t)=U_0cos(2\pi ft+\varphi).\]
Hasznos még bevezetni a körfrekvenciát \setbox0\hbox{$\omega$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%=2$\pi
LaTex syntax error
\[f$. Az időbeli változást leíró differenciál egyenletek könnyebb kezeléséhez érdemes bevezetni az alábbi komplex változót, melynek valós része adja a mérhető jelet:\]
\[ U(t)=U_0e^{\omega t+\varphi}=U_0e^\varphi e^{\omega t}.\]

A harmonikusan változó feszültség a komplex síkon egy \setbox0\hbox{$U_0$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% sugarú kört ír le. A komplex számot reprezentáló vektor fázisszöge \setbox0\hbox{$\omega t+\varphi$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% állandó szögsebességgel fordul körbe.

Általános időben harmonikusan változó feszültség

Mérési feladatok

1. Feladat